ENZIMA ELECTRÓNICO CON SITIO ACTIVO RECONFIGURABLE PARA EL RECONOCIMIENTO DE UNA SEÑAL DIGITAL DE ENTRADA Y SU PROCESAMIENTO EN OTRA DE SALIDA

Descripción

Enzima electrónico.
Enzima electrónico.

Circuito electrónico digital que emula la función y configuración del sitio activo de un catalizador biológico o enzima, caracterizado porque se configura por un procedimiento que es un algoritmo genético no convencional, seleccionando las puertas electrónicas y los estados de los interruptores deslizantes que lo componen.

¿Cómo funciona?

Diagrama de flujo.
Diagrama de flujo.

La transformación de una señal de entrada en otra de salida, ambas previamente establecidas por el usuario del dispositivo, requiere de la configuración del sitio activo que simula el circuito electrónico.

La configuración se realiza aplicando un algoritmo genético no convencional o procedimiento SDS, en abreviatura de simulated DNA shuffling, que elimina los inconvenientes característicos de los algoritmos genéticos convencionales en el diseño de circuitos electrónicos y otros dispositivos.

El acoplamiento de los enzimas electrónicos puede ser lineal o en anillo, admitiendo otros acoplamientos posibles para la transformación de señales digitales en lotes, una a continuación de otra, en sentido predeterminado.

Ventajas

Representación gráfica del funcionamiento.
Representación gráfica del funcionamiento.

El dispositivo y el procedimiento de configuración se caracterizan por la economía de los componentes, eficacia del sistema de reconocimiento de la señal de entrada y el carácter reconfigurable del dispositivo por el algoritmo SDS, emulando a un enzima cuyo sitio activo evoluciona en función de las señales de entrada/salida.

El reconocimiento de señales digitales basado en el uso de enzimas electrónicos tiene utilidad en el reconocimiento inteligente de vagones de tren, maquinaria en una cadena de montaje, y en general en aquellas situaciones prácticas en donde un conjunto de elementos son combinados o se ordenan con el fin de realizar una cierta tarea.

¿Dónde se ha desarrollado?

Esta tecnología ha sido desarrollada en el Laboratorio de Bioinformática del Departamento de Matemática Aplicada (Biomatemática) de la Facultad de CC. Biológicas.

Desde principios de los años 90 este laboratorio, ha acumulado una larga experiencia en la aplicación de la Teoría de Autómatas Finitos y Moleculares a la modelización de moléculas relevantes en Biología y su posible aplicación técnica. La utilidad de ésta línea de investigación se ha plasmado hasta la fecha en el diseño de Computadores Moleculares basados en el citoesqueleto celular, aplicando la teoría de excitaciones coherentes de Frohlich (IEEE Computer 1993. BioSystems 29:1-23); en el diseño de algoritmos de ensamblaje de subunidades y su aplicación a la construcción de la membrana de bacteriana y a la simulación de la polimerización y despolimerización de proteínas y su aplicación al diseño de células artificiales en laboratorio (1992. Nanobiology 1: 61-74).

Entre otros proyectos, nuestro grupo participó en 1995 con la Universidad de Málaga en un proyecto de investigación sobre diseño de microteléfonos con propiedades ergonómicas aplicando algoritmos genéticos, financiado por la empresa ALCATEL-CITESA. En la actualidad, nuestro grupo ha iniciado una nueva línea de investigación, y cuyo objetivo principal es el diseño e implementación hardware, aplicando algoritmos genéticos de autómatas moleculares, en particular enzimas electrónicos, y su posible aplicación práctica.

Y además

Este grupo de investigación puede prestar los siguientes servicios:

  • Asesoramiento y consultoría sobre problemas específicos de optimización en los que se precisa una metodología metaheurística.
  • Colaboración, estudio, diseño y desarrollo sobre posibles aplicaciones tecnológicas de los enzimas electrónicos.

Contacto

Complutransfer

© Oficina de Transferencia de Resultados de Investigación – UCM
Facultad de Medicina. Edificio Entrepabellones 7 y 8.
C/ Doctor Severo Ochoa, 7. 28040 Madrid.
otri.utt@ucm.es


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Clasificación

COMPLUTRANSFER

Ciencias e Ingeniería

Biología

Informática

Responsable científico

Rafael Lahoz-Beltra: lahozraf@bio.ucm.es

Departamento: Departamento de Matemática Aplicada
Facultad: Facultad de Ciencias Biológicas